通用技术开环和闭环控制系统

1、第二节第二节 一、控制系统一、控制系统 电风扇的风速控制是通过改变电机的转速电风扇的风速控制是通过改变电机的转速 来实现的。给电风扇设定风速挡位，电机就以来实现的。给电风扇设定风速挡位，电机就以 一定的转速带动扇叶转动，输出预定的风速。一定的转速带动扇叶转动，输出预定的风速。 风速挡位是该控制系统的输入，扇叶转动的风风速挡位是该控制系统的输入，扇叶转动的风 速是该控制系统的输出，一个挡位对应着一个速是该控制系统的输出，一个挡位对应着一个 风速。风速。 电路、灯 电路、电机、扇叶 分类：分类： 控 制 系 统 开环控制系统 （open loop control system） 闭环控制系统 （c

2、losed loop control system） 案例分析：自动门 n自动门的动作过程是怎样的？自动门的动作过程是怎样的？ 当门口没有人时，门是关着的；当有人来门口当门口没有人时，门是关着的；当有人来门口 时，门打开；当人离开门口后一段时间，门又时，门打开；当人离开门口后一段时间，门又 关闭。关闭。 n自动门的功能和技术要求：自动门的功能和技术要求： 功能：无人时，常关；有人时，开门功能：无人时，常关；有人时，开门 技术要求：当人距门技术要求：当人距门1m时，门即打开；门打时，门即打开；门打 开后，延时开后，延时10s后关门后关门 二、开环控制系统二、开环控制系统 自动门如何实现自动开、关

3、的呢？自动门如何实现自动开、关的呢？ 电机 控制电路 红外传感器 特征：特征： 系统的输出量系统的输出量仅受仅受输入量控制，输入量到输出量输入量控制，输入量到输出量 之间的信号是之间的信号是单向传递单向传递。 定义：定义： 控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响， 这种控制称为这种控制称为开环控制系统开环控制系统。 被控被控对象对象执行器执行器控制器控制器 输入量 控制量 输出量 简单开环控制系统的方框图简单开环控制系统的方框图 控制器：即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。控制器：即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。 执行

4、器：即直接对被控对象进行控制的装置或元件。执行器：即直接对被控对象进行控制的装置或元件。 控制量：即执行器的输出信号。控制量：即执行器的输出信号。 输入量：即控制系统的给定量。输入量：即控制系统的给定量。 输出量：即控制系统所要控制的量。输出量：即控制系统所要控制的量。 被控对象：即控制系统中所要求控制的装置和生产过程。被控对象：即控制系统中所要求控制的装置和生产过程。 生活中还有哪些开环控制系统？请用一般生活中还有哪些开环控制系统？请用一般 开环控制系统方框图画出它们的控制方框图。开环控制系统方框图画出它们的控制方框图。 红绿灯定时控制系统。红绿灯定时控制系统。 闹钟定时控制系统。闹钟定时控

5、制系统。 公共汽车车门控制系统。公共汽车车门控制系统。 防盗报警系统。防盗报警系统。 火灾报警系统。火灾报警系统。 音乐喷泉控制系统。音乐喷泉控制系统。 自动烘手机自动烘手机 定时控制 传感控制 1、夜半时刻，在十字路口，没有行人，汽车 却仍然要等待？怎么办？ 2、游泳池注水或楼顶水箱注水，时间到了可 是有时水满了，有时却未满，怎么办？ 三、闭环控制系统 水箱注水控制系统方框图：水箱注水控制系统方框图： 水箱水箱进水阀门进水阀门控制器控制器 设定设定 时间时间 水流量水流量 水箱的水位水箱的水位 （输出）（输出） 水箱水箱进水阀门进水阀门控制器控制器 给定给定 水位水位 水流量水流量 水箱的水

6、位水箱的水位 （输出）（输出） 检测装置检测装置 比较器比较器 + + - - 增加反馈后水箱注水控制系统方框图增加反馈后水箱注水控制系统方框图 1、定义：、定义： 系统的输出量返回到输入端并对控制过程产系统的输出量返回到输入端并对控制过程产 生影响的控制系统称为生影响的控制系统称为 系统的输出端与输入端信号之间存在系统的输出端与输入端信号之间存在 一个回路一个回路 3.3.简单闭环控制系统的方框图：简单闭环控制系统的方框图： 被控对象被控对象执行器执行器控制器控制器 给定给定 量量 控制量控制量 被控量被控量 检测装置检测装置 比较器比较器 - - + + 这是闭环系统吗？这是闭环系统吗？

7、同学们几乎每天听着扩音机里播放的音同学们几乎每天听着扩音机里播放的音 乐做广播体操，但扩音机从未引起大家的注乐做广播体操，但扩音机从未引起大家的注 意。学习了上面的内容后，请大家思考：意。学习了上面的内容后，请大家思考： 扩音机是一个什么控制系统？扩音机是一个什么控制系统？ 探究探究 希希 罗罗 的的 自自 动动 门门 祭坛祭坛 点火点火 水罐水罐 重锤重锤 庙门庙门 开启开启/ 关闭关闭 转动轴转动轴 旋转旋转 庙门庙门 请完成请完成P106的的“马上行动马上行动” 1、家用缝纫机的缝纫速度控制系统（属于开环控制系统）、家用缝纫机的缝纫速度控制系统（属于开环控制系统） 脚踏脚踏 力度力度 脚

8、蹬、曲柄、链轮脚蹬、曲柄、链轮 中轴、链条中轴、链条 缝纫缝纫 速度速度 2、电冰箱的温度控制系统（属于闭环控制系统）、电冰箱的温度控制系统（属于闭环控制系统） 温度计温度计 温度温度 设定设定 温度温度 控制控制 器器 制冷制冷 装置装置 温度值温度值 检测装置检测装置 比较器比较器 设定设定 声音声音 分贝分贝 控制控制 电路电路 灯泡灯泡计时器计时器灯光灯光 时间时间 3、走道路灯的声光控制系统（开环）、走道路灯的声光控制系统（开环） 4、交通路口红绿灯自动控制系统（闭环）、交通路口红绿灯自动控制系统（闭环） 设定设定 车流车流 量量 控制控制 器器 红绿灯红绿灯计时器计时器 红绿灯红绿灯 显示显示 时间时间 检测装置检测装置 四、小结四、小结 控控 制制 系系 统统 开环开环 闭环闭环 控制系统的输出量不对系统的控制产控制系统的输出量不对系统的控制产 生任何影响生任何影响 系统的输出量系统的输出量仅受仅受输入量控制，输入输入量